PENGGUNAAN MICROCONTROLLER SEBAGAI PENDETEKSI POSISI ...

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

430

PENGGUNAAN MICROCONTROLLER SEBAGAI PENDETEKSI POSISI

DENGAN MENGGUNAKAN SINYAL GSM

Anna Nur Nazilah Chamim Politeknik PPKP Yogyakarta

E-mail : [email protected]

ABSTRAK

Alat penentu posisi yang dikembangkan di dunia Internasional saat ini adalah

berupa GPS (Global Positioning System). Dengan system ini, suatu objek dapat

ditentukan dimana posisinya dengan koordinat yang tepat. Sistem ini mempunyai

kinerja dengan cara mengirimkan sinyal gelombang mikro ke bumi yang diterima

oleh alat penerima di bumi yang dapat digunakan untuk menentukan posisi,

kecepatan, arah, dan waktu. Paper ini akan membahas tentang penggunaan mobile

phone sebagai pendeteksi dengan memanfaatkan sinyal GSM sebagai media

komunikasinya dan microcontroller sebagai alat untuk membaca sinyal yang dikirim

maupun diterima oleh mobile phone. Sinyal dikirim melalui mobile phone kemudian

dibaca oleh penerima yang diintegrasikan dengan rangkaian IC mikrokontroller

dimana terdapat IC memori dan rangkaian pemicu yang mengeksekusi SMS diterima,

kemudian melakukan pembacaan dan pengiriman perintah. Perintah yang dikirimkan

disini berupa kode lokasi dimana penerima berada. Kode lokasi ini menunjukkan

keberadaan BTS terdekat. Sehingga pengirim akan mendapatkan SMS balasan yang

menginformasikan BTS terdekat. Pendeteksi posisi disini masih menggunakan kode

BTS, belum merupakan koordinat penerima. Pada pengembangan lebih lanjut

diharapkan kode yang dikirim telah berupa kode koordinat objek penerima.

Kata kunci : mikrokontroller, pendeteksi posisi, sinyal GSM

1. PENDAHULUAN

Pemanfaatan sinyal yang digunakan untuk media komunikasi saat ini telah

banyak berkembang. Media komunikasipun telah banyak mulai dari yang

berbentuk kabel dan nirkabel. Saat ini penentu posisi yang dikembangkan di dunia

internasional adalah berupa GPS (Global Positioning System). Alat ini dapat

menentukan dimana posisi dari suatu objek dengan koordinat yang tepat. Global

Positioning System (GPS) adalah satu-satunya sistem navigasi satelit yang

berfungsi dengan baik. Sistem ini menggunakan 24 satelit yang mengirimkan

sinyal gelombang mikro ke Bumi. Sinyal ini diterima oleh alat penerima di

permukaan, dan digunakan untuk menentukan posisi, kecepatan, arah, dan waktu.

Saat ini manfaat dari GPS adalah berguna untuk keperluan militer, navigasi,

Sistem Informasi Geografis, Sistem pelacakan kendaraan, Pemantau gempa. Disini

kita akan mencoba untuk merancang suatu alat pendeteksi posisi, dimana

memanfaatkan sinyal GSM sebagai media komunikasinya dan dengan

menggunakan mobile phone sebagai alat untuk mendeteksi posisi serta

mikrokontroller sebagai alat untuk membaca sinyal yang dikirimkan ataupun

diterima oleh mobile phone.

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

431

2. KAJIAN PUSTAKA

2.1. Blok Diagram

Alur kerja dari system ini digambarkan dalam blok diagram sebagai berikut :

Gambar 1. Alur Kerja Sistem

1. Mikrokontroller

Mikrokontroler adalah sebuah system komputer yang seluruh atau

sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering

disebut single chip microcomputer. Mikrokontroler merupakan system

computer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik.

Elemen mikrokontroler tersebut diantaranya adalah:

a. Pemroses (processor)

b. Memori,

c. Input dan output

Kadangkala pada microcontroller ini beberapa chip digabungkan

dalam satu papan rangkaian. Perangkat ini sangat ideal untuk mengerjakan

sesuatu yang bersifat khusus, sehingga aplikasi yang diisikan ke dalam

komputer ini adalah aplikasi yang bersifat dedicated. Jika dilihat dari harga,

microcontroller ini harga umumnya lebih murah dibandingkan dengan

komputer lainnya, karena perangkatnya relatif sederhana.

Microcontroller telah banyak digunakan di industri, walaupun

penggunaannya masih kurang dibandingkan dengan penggunaan Programable

Logic Control (PLC), tetapi microcontroller memiliki beberapa keuntungan

dibandingkan dengan PLC. Ukuran microcontroller lebih kecil dibandingkan

dengan suatu modul PLC sehingga peletakannya dapat lebih flexible.

Microcontroller telah banyak digunakan pada berbagai macam peralatan

rumah tangga seperti mesin cuci. Sebagai pengendali sederhana,

microcontroller telah banyak digunakan dalam dunia medik, pengaturan lalu-

lintas, dan masih banyak lagi. Contoh alat ini diantaranya adalah komputer

yang digunakan pada mobil untuk mengatur kestabilan mesin, alat untuk

pengatur lampu lalu lintas.

Secara teknis hanya ada 2 mikrokontroler yaitu RISC dan CISC, dan

masing-masing mempunyai keturunan/keluarga sendiri-sendiri. RISC

kependekan dari Reduced Instruction Set Computer : instruksi terbatas tapi

memiliki fasilitas yang lebih banyak CISC kependekan dari Complex

Instruction Set Computer : instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan

fasilitas secukupnya. Tentang jenisnya banyak sekali ada keluarga Motorola

dengan seri 68xx, keluarga MCS51 yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas,

keluarga PIC dari Microchip, Renesas, Zilog. Masing-masing keluarga juga

masih terbagi lagi dalam beberapa tipe. Jadi sulit sekali untuk menghitung

jumlah mikrokontroler.

Yang perlu diketahui antara satu orang dengan orang lain akan berbeda

dalam hal kemudahan dalam mempelajari. Jika Anda terbiasa dengan bahasa

pemrograman BASIC Anda bisa menggunakan mikrokontroler BASIC Stamp,

Mobile

Phone IC Mikrokontroller IC

Memory

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

432

jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman JAVA Anda bisa

menggunakan Jstamp, jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman C++

bisa Anda manfaatkan untuk keluarga MCS51 dan masih banyak lagi.

Mikrokontroler mempunyai ruang alamat tersendiri yang disebut

memori. Memori dalam mikrokontroler terdiri atas memori program dan

memori data dimana keduanya terpisah, yang memungkinkan pengaksesan

data memori dan pengalamatan 8 bit, sehingga dapat langsung disimpan dan

dimanipulasi oleh mikrokontroler dengan kapasitas akses 8 bit. Program

memori tersebut bersifat hanya dapat dibaca (ROM/EPROM). Sedangkan

untuk data memori kita dapat menggunakan memori eksternal (RAM).

Gambar 2. Ruang alamat Memori

Di dalam mikrokontroler terdapat register-register yang memiliki

fungsi yang khusus (Specilal Function Register). Sebagai contoh, untuk

keluarga MCS-51 memiliki SFR dengan alamat 80H sampai FFH.

Skema dari sebuah mikrokontroler dapat dilihat dari contoh berikut :

Gambar 3. Skema mikrokontroler

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

433

2. GSM

Global System for Mobile Communication (GSM) merupakan sebuah

teknologi komunikasi selular yang bersifat digital. Global System for Mobile

communication (GSM) adalah sebuah standar global untuk komunikasi

bergerak digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada mobile

communication, khususnya handphone. Teknologi ini memanfaatkan

gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu,

sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM

dijadikan standar global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi

selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia. GSM adalah

nama dari sebuah group standarisasi yang dibentuk di Eropa tahun 1982

untuk menciptakan sebuah standar bersama telpon bergerak selular di Eropa

yang beroperasi pada daerah frekuensi 900 MHz.

GSM sendiri mulai diimplementasikan di negara eropa pada awal

tahun 1990-an. Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan benua

Amerika. Pada saat ini GSM merupaka teknologi komunikasi bergerak yang

paling banyak digunakan di seluruh dunia. Pada akhir tahun 2005, pelanggan

GSM di dunia sudah mencapai 1,5 billion pelanggan dan merupakan teknologi

yang paling banyak digunakan.

Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat

dibagi menjadi:

a. Mobile Station (MS)

b. Base Station Sub-system (BSS)

c. Network Sub-system (NSS),

d. Operation and Support System (OSS)

Secara bersama-sama, keseluruhan network element di atas akan

membentuk sebuah PLMN (Public Land Mobile Network). GSM, sebagai

sistem telekomunikasi selular digital memiliki keunggulan yang jauh lebih

banyak dibanding sistem analog, di antaranya:

a. Kapasitas sistem lebih besar, karena menggunakan teknologi digital dimana

penggunaan sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna

saja. Sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat

digunakan oleh pengguna lain.

b. Sifatnya yang sebagai standar internasional memungkinkan international

roaming

c. Dengan teknologi digital, tidak hanya mengantarkan suara, tapi

memungkinkan servis lain seperti teks, gambar, dan video.

d. Keamanan sistem yang lebih baik

e. Kualitas suara lebih jernih dan peka.

Bagaimanapun, keunggulan GSM yang beragam pantas saja

membuatnya menjadi sistem telekomunikasi selular terbesar penggunanya di

seluruh dunia.

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

434

Gambar 4. Komponen GSM

3. Mobile Phone

Mobile Station (MS) adalah perangkat yang digunakan oleh pelanggan

untuk melakukan pembicaraan. Secara umum sebuah Mobile System terdiri

dari :

a. Mobile Equipment (ME) atau handset

b. Subscriber Identity Module (SIM) atau Sim cardhttp://mobileindonesia.net/wp-

content/uploads/2007/06/gsmarc6.JPG

Gambar 5. SIM Card dan Handset

Mobile Equipment (ME) atau handset adalah perangkat GSM yang

berada di sisi pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver

(pengirimdan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM

lainnya. Secara international, ME diidentifikasi dengan IMEI (International

Mobile Equipment Identity) dan data IMEI ini disimpan oleh EIR untuk

keperluan authentikasi, apakah mobile equipment yang bersangkutan dijinkan

untuk melakuan hubungan atau tidak.

4. IC Memory

IC memori sering disebut juga dengan RAM, dimana dapat dilakukan

kegiatan pembacaan, penghapusan dan penulisan pada komponen tersebut. IC

memori pendukung dari suatu system mikrokontroler yang juga dijadikan

sebagai memori eksternal dari system tersebut memiliki kapasitas yang

berbeda-beda, dimana memiliki kapasitas mulai 2 kb.

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

435

Sebagai contoh untuk IC memori yang digunakan dalam rangkaian ini

ada;ah IC AT24C64 yang mampu menyimpan 10 kali penyimpanan data.

3. Perancangan dan Analisis Rangkaian

3.1. Perangkat Keras

Rangkaian dari microcontroller sebagai pendeteksi posisi dengan

menggunakan sinyal GSM terdiri dari rangkaian sebagai berikut :

Gambar 6. Rangkaian mikrokontroler sebagai pendeteksi posisi

Dari rangkian diatas dapat kita ketahui bahwa HP/ Mobile Phone berfungsi

sebagai pengirim dan penerima sinyal. Sinyal yang dikirim atau diterima adalah

sinyal GSM. Pemilihan sinyal GSM ini dikarenakan kemudahan dalam akses data

dan tipe mobile phone GSM lah yang paling memungkinkan.

Gambar 7. Rangkaian IC AT89C55WD

IC mikrokontroler disini digunakan sebagai pusat pengendali system. Dimana

operasi perintah baik pengiriman maupun pendeteksian sinyal dilakukan disini.

Mikrokontroler ini didukung dengan fasilitas tambahan seperti memori eksternal,

serial EEPROM, untai oscillator pengendali mikrokontroler dan antarmuka

komunikasi serial. IC ini digunakan untuk mendeteksi konektifitas terhadap Base

Terminal (Handphone), pendeteksi adanya SMS perintah yang datangdari

terminal, mengolah PDU SMS menjadi informasi teks dan atau mengolah

informasi teks menjadi PDU SMS, serta mampu membaca dan mengontrol

HP IC AT89C55 WD Pemicu

EEPROM AT24C64

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

436

beberapa jalur input/output. IC mikrokontroler ini berfungsi untuk memproses data

ataupun sinyal yang masuk sebagai input. IC ini mempunyai kapasitas yang besar

untuk menyimpan data dan berfungsi sebagai jalur lalu lintas untuk keseluruhan

perintah yang diberikan. Output sebaiknya diberi lampu indicator untuk

mengetahui apakah perintah telah berjalan dengan baik.

Rangkaian input ke mikrokontroler adalah rangkaian Mobile Phone yang

dihubungkan secara serial dengan mikrokontroler. Konektor yang digunakan

adalah DB9 yang dihubungkan ke kaki pengirim (TX) dan penerima (RX) dari

mikrokontroler.

Gambar 8. Rangkaian memori

Memori penyimpan data eksternal dalam rangkaian ini menggunakan IC

AT24C64 yang memiliki kemampuan untuk menyimpan sebanyak 10 data.

Sedangkan untuk rangkaian pemicu mikrokontroler menggunakan rangkaian

transistor PC817, dimana pada rangkaian ini, input dari sebuah sensor ataupun

saklar akan menjadikan transistor aktif sehingga memberikan sinyal input ke

mikrokontroler.

Gambar 9. Rangkaian input

3.2. Perangkat Lunak

Program dapat dibuat dengan berbagai macam bahasa pemrograman,

diantaranya bahasa Basic, Java, Pascal maupun C++. Dalam rangkaian ini,

program dibuat dengan menggunakan bahasa Basic dengan menggunakan

BASCOM. Kemudian program yang telah dibuat diubah ke dalam kode-kode

biner/ bahasa mesin yang kita sebut dengan proses compile. Selanjutnya, program

diisikan ke dalam Flash PEROM yang ada di dalam chip mikrokontroler. Berikut

diagram alir dari rangkaian ini :

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

437

Gambar 10. Flowchart program utama

Program ini berjalan dengan adanya SMS yang masuk yeng kemudian alat

akan mengadakan proteksi panjang SMS, SMS yang memenuhi syarat akan

dikodekan, setelah dikodekan, program akan melakukan pengecekan password,

apakah benar atau salah. Bila password benar, maka data waktu akan dikirim ke IC

memori ekternal (AT24C64), dan perintah akan dikeluarkan melalui output

mikrokontroler dan kemudian disimpan di RAM. Data waktu adalah data yang

didapat dari hasil pengkodean SMS.

Kemudian akan dilakukan subrutin cek dan baca SMS. Subrutin ini dimulai

dengan mengirimkan perintah untuk mendeteksi keberadaan SMS di dalam

memori handphone. Jika tidak ada SMS, maka alat akan terus menerus

mengirimkan perintah ini. Dan jika ada SMS di memori handphone, maka

handphone akan membalas perintah tadi.

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

438

Data yang mengalir dari atau ke SMS Centre berupa PDU. PDU adalah

kode berisi bilangan-bilangan heksadesimal yang mencerminkan bahasa I/O. PDU

terdiri dari beberapa header, header tersebut berupa header dari SMS yang

diterima dan header dari SMS yang dikirim. Data PDU tidak hanya berisi pesan

teks, tetapi dapat berupa nomor pengirim, nomor SMS-Centre, waktu pengiriman,

dan sebagainya.

Kemudian sebrutin yang lain yang harus dilakukan adalah subrutin

mengeluarkan perintah ke port. Subrutin ini digunakan untuk mengeluarkan

perintah ke port output mikrokontroler. Isi SMS yang diubah ke dalam kode ASCII

yang tersimpan di RAM akan diubah ke dalam kode heksa. Data heksa inilah yang

akan dikirim ke port output mikrokotroler.

Gambar 11. Subrutin perintah ke port output

4. SIMPULAN

Pendeteksi posisi dengan menggunakan IC mikrokontroler ini sangat

berguna bagi berbagai penerapan pengendalian. Hal ini dilakukan dengan

mengirimkan perintah menggunakan sinyal GSM yang ada pada mobile phone

yang kemudian dibaca oleh penerima. Kemudian dengan menggunakan rangkaian

IC mikrokontroler yang diintegrasikan dengan penerima dimana terdapat IC

memori dan rangkaian pemicu yang mengeksekusi SMS diterima, kemudian

melakukan pembacaan dan pengiriman perintah. Perintah yang dikirimkan disini

berupa lokasi dimana penerima berada. Kode yang dikirimkan berupa lokasi

dimana dia berada yang ditunjukkan dengan keberadaan BTS terdekat. Sehingga

pengirim akan mendapatkan SMS balasan yang menginformasikan BTS terdekat.

Informasi yang dikirimkan dapat berupa data yang terdapat pada IC memori,

dimana data tersebut merupakan data 10 lokasi yang dilewati oleh penerima.

Pendeteksian posisi disini masih menggunakan kode BTS, belum

merupakan koordinat penerima, sehingga pada pengembangannya nanti

diharapkan kode yang dikirim telah berupa kode koordinat/ titik posisi objek

JURNAL INFORMATIKA Vol 4, No. 1, Januari 2010

439

penerima. Penggunaan sinyal CDMA masih sangat dimungkinkan untuk

pengembangan lebih lanjut. Aplikasi yang diperoleh dari rangkaian ini adalah pada

pengaman kendaraan, pengandalian jarak jauh menggunakan SMS dan lain

sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agfianto Eko Putra. 2002. Belajar Mikrokontroller. Gava Media. Yogyakarta.

[2] Bustam Khang, Ir. 2002. Trik Pemrograman Aplikasi Berbasis SMS. Elex Media

Komputindo.

[3] Milman and Halkias. 1971. Integrated Circuits. McGraw-Hill.

[4] http://mobileindonesia.net/2007/06/11/global-system-for-mobile-communication-

gsm/

[5] http://www.kelas-mikrokontrol.com/e_book/e_book.htm